Однодворцы, так же как казаки и военные поселяне считались сельскими обывателями, приписанными к военной службе и подчинялись военному ведомству.
В случае набегов татар однодворцы объединялись в полки, чему способствовали их военная подготовка и сохраненная посотенная организация с выборными сотскими и десятскими.
Набирали однодворцев на службу отдельно от крепостных и в определённой пропорции. В 5-м рекрутском наборе брали по одному рекруту с 65-ти однодворческих дворов. В то же время крестьян – по 1 – с 50-ти дворов. Кроме того, вплоть до упразднения ландмилиции в конце XVIII века однодворцы в крестьянской «жеребьевке» не участвовали. У однодворцев собирался волостной сход, где решали, кто пойдёт служить. Если семья однодворца была не согласна с решением, то оно опротестовывалось воинскому начальнику уезда. В этом случае проводили следствие и (или) назначали ещё один сход. Кто не хотел служить, мог нанять за себя «охотника». Часто это был «гулящий», не закреплённый ни за каким сословием человек или черкас. Его представляли на Сходе и, скинувшись ему деньгами, обмундировав, отправляли на службу.
В XVIII веке на службу брали в своем большинстве здоровых мужчин в возрасте от 15 до 32 лет. Чаще брали в 18 лет. Из трёх сыновей в семье однодворца в рекруты брали двоих, а одного оставляли для поддержания хозяйства. При этом народное хозяйство теряло лучшие кадры. В XIX веке «охотников» и обмундировывание, всё же отменили, а не желавшему служить, следовало купить квитанцию и сдать её в уездное казначейство. До введения Всеобщей воинской повинности в 1871 году, однодворцы служили не 25 лет, как рекруты из крестьян, а только 15. На место службы мужей могли перебираться и жёны однодворцев. Первый воинский чин унтер-офицера они могли получить уже через пять лет. Впредь однодворцев стали определять на службу в гусарские и ландмилицейские пограничные полки. Кроме того, часто, помимо рекрутов, однодворцы были обязаны посылать людей для хозяйственных и земляных работ. Этих людей называли «подмощиками».
Обязательной была и служба в армии. После упразднения ландмилиции, из однодворцев стал набираться рядовой состав элитных кавалерийских частей – драгунских и кирасирских полков, а также Лейб-Гвардии Измайловского полка. Некоторые из однодворцев, в особенности, выслужившие унтер-офицерские чины, оставались на службе до старости. Вместе с тем, большинство возвращалось на прежнее жительство, получив при этом «пашпорт». В первой половине XVIII века отставных однодворцев обязали платить подушную подать. Их просьбы отменить её содержатся в основной массе их Наказов в Комиссию по составлению нового «Уложения». В конце концов, уволенных в отставку, стали записывать в сословие отставных солдат. При этом, подушный оклад уже не взимали, а дети таковых – солдатские дети, по достижении должного возраста призывались служить; а если нет, их должны были положить в оклад и приписать к сословию однодворцев.
Многие однодворцы «по приказу городовых однодворческих управительных дел» переселялись государством в пограничные районы России, в Сибирь, на Украинскую и Кавказскую линии. По сути дела, они вместе с казаками продолжали колонизацию присоединённых к государству земель. Затем однодворцы переводились в казачье сословие, каковым они и являлись с самого начала их появления. Поселившихся на Кавказской линии однодворцев, переведенных в казачество, стали называть линейными казаками.